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电导的测定及其应用

电导的测定及其应用. 实验目的. 1. 了解溶液的电导、电导率和摩尔电导的概念。 2. 测量电解质溶液的摩尔电导，并计算弱电解质的电离常数。. 实验原理. 1. 电导 (G) 和电导率（ ）. 描述导体导电能力的大小，常以电阻的倒数表示 。 G=1/R ， 单位是西门子 S 。. G=  (A/ l ) 或  =( 1 /A)(1/R).  称为电导率或比电导 (  =1/  ), 它相当于长度为 1m, 截面积为 1m 2 导体的电导 , 其单位是 S·m -1 。.

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电导的测定及其应用

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Presentation Transcript

  1. 电导的测定及其应用

  2. 实验目的 • 1.了解溶液的电导、电导率和摩尔电导的概念。 • 2.测量电解质溶液的摩尔电导，并计算弱电解质的电离常数。

  3. 实验原理 1. 电导(G)和电导率（） 描述导体导电能力的大小，常以电阻的倒数表示。 G=1/R， 单位是西门子S 。 G=(A/l) 或 =(1/A)(1/R) 称为电导率或比电导(=1/),它相当于长度为1m,截面积为1m2导体的电导,其单位是S·m-1。 对于确定的电导池来说,1/A是常数,称为电导池常数。电导池常数可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导(或电阻)来确定。

  4. 2. 摩尔电导 1mol电解质全部置于相距为1m的两个电极之间,溶液的电导称之为摩尔电导,以m表示。 如溶液的浓度以C表示,则电导可以表示为: m =/(1000C) 式中m的单位是S·m2·mol-1;C的单位是mol·dm-3。

  5. 惠斯顿平衡电桥 选适当的电阻R1，移动触点C，直到D、C间电流为0，此时电桥达到平衡，则有，

  6. 在无限稀释的溶液中可以认为弱电解质已全部电离。此时溶液的摩尔电导率为 ，可用离子极限摩尔电导率相加而得 。 一定浓度的摩尔电导率 与无限稀释的溶液中的摩尔电导率 是有差别的。这有两个因素造成，一时电解质溶液的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力。

  7. AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc，浓度c，电离度有以下关系：AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时，电离平衡常数Kc，浓度c，电离度有以下关系： 从直线的斜率可以求出Kc。

  8. 本实验测定弱电解质的电离度和电离常数。首先测定HAc溶液的电导率(溶液)。因溶液较稀,必须从溶液中减去水的电导率(水),即:本实验测定弱电解质的电离度和电离常数。首先测定HAc溶液的电导率(溶液)。因溶液较稀,必须从溶液中减去水的电导率(水),即: HAc=溶液-水 m=/(1000C) 或 m=/(1000C/) 由离子独立移动定律： ，查表计算。

  9. 仪器及试剂 1.仪器 超级恒温槽 一套 DDS—307型电导率仪 一台 电导电极（镀铂黑）一支 烧杯（100ml） 两个 试管 四个 移液管（10 ml） 五支 2.试剂 0.02mol/l 氯化钾溶液 0.1000mol/L HAC溶液

  10. DDS-307型电导率仪

  11. 实验步骤 • 1.调节恒温槽温度为25˚C 0.3 ˚ C. • 2. 用0.02mol/L的氯化钾溶液测定电导池常数。 • 3.用洗净烘干的试管一支，加入20mL的0.1000mol/L HAC溶液，恒温后测定其电导率。 • 4.用吸取醋酸的移液管从试管中吸出10mL溶液弃去，用另一支移液管取电导水10mL注入该试管中，混合均匀，等温度衡定后，测定其电导率，如此操作，共稀释四次。 • 5.倒去醋酸，洗净电导池，最后用电导水淋洗。注入20mL电导水，测定其电导率。

  12. 电导率仪的使用方法 • 1.接通电源，预热30min后，进行校准。 将“选择”开关指向“检查”，“常数”补偿开关指向“1”刻度线，“温度”补偿调节旋钮指向“25”刻度线，调节“校准”调节旋钮，使仪器显示100.0uS/cm，校准完毕。 • 2.标定： 用25℃，0.02mol/lKCL溶液。查附录，其=2765us/cm。 • 将“选择”开关指向“IV”，待仪器的读数稳定后，调节“常数”补偿开关，使显示值与标准浓度的电导率值一致。最后“选择”开关指向“检查”。 • 显示值为92.6uS/cm，则该电极常数为0.926cm-1。 • 显示值为102.2uS/cm，则该电极常数为1.022cm-1。

  13. 实验注意事项 • 1.配制溶液需用电导水（电导率小于1us/cm）。处理方法是，向蒸馏水中加入少量高锰酸钾，用硬质玻璃烧瓶进行蒸馏。 • 2.温度对电导有较大影响，所以测电导率时必须在恒温槽中恒温后方可测定。 • 3.铂黑电极上的溶液不能擦，用滤纸吸，以免破坏电极表面积。电极不用时，应保存在蒸馏水中不可使之干燥，防止电极干燥老化。 • 4.测水及溶液电导前，电极要反复冲洗干净，特别是测水前。

  14. 结果讨论 • 1.温度升高一度电导平均增加1.9%，即 • 2.普通蒸馏水中常溶有和氨等杂质，故存在一定电导。因此实验所测得电导值是欲测电解质和水的电导之和。配制溶液需用电导水（电导率小于1us/cm）。处理方法是，向蒸馏水中加入少量高锰酸钾，用硬质玻璃烧瓶进行蒸馏。 • 3.铂电极镀铂黑的目的在于减少极化现象，且增加电极表面积，使测定电导时有较高灵敏度。铂黑电极不用时，应保存在蒸馏水中，不可使之干燥。

  15. 思考题 • 1.本实验为何要测水的电导率？ • 2.实验中为何用镀铂黑电极？使用时注意事项有哪些？

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